何 強

(江蘇新大紙業(yè)有限公司 江蘇 新沂 221400)

引言

社會的生產與生活對于造紙類的產品有著較高的需求，因為造紙工業(yè)的發(fā)展已經成為了適應人們生產生活需求的重要行業(yè)，在2020年時，綠色低碳的環(huán)保理念對于紙張的需求仍然呈現出了弱復蘇的表現。在紙張生產期間，廢水成為了污染環(huán)境的重要原因，大多數的造紙廢水中存在大量無法降解的纖維素和木質素，這一些物質會對水體形成嚴重的污染，同時因為傳統化學技術雖然能夠處理含氯有機物，但是這一種方式可能會導致水體的二次污染，所以如何改進與優(yōu)化造紙工業(yè)的生產模式顯得非常重要。對此，探討制漿造紙工業(yè)中的微生物及其酶具備顯著實踐性價值。

1 制漿造紙工業(yè)中的微生物

1.1 通過真菌實現對廢水的處理

真菌屬于一種存在在生物界當中的重要生物類型，其自身有著獨特的起源與發(fā)展歷史，真菌種類有著多樣化特征，其分布在生活各個地方，有研究調查認為，目前全世界的真菌物種基于定名后已經超過了十萬多種，對于未知的真菌類型仍然有20萬種以上，真菌雖然不是活性污泥、生物膜技術的應用主體，但是自身特征也需要采用在造紙廢水處理期間，大多數的真菌可以借助降解作用對于造紙廢水當中的有機氯化物和其他纖維物質進行降解，從而呈現較高處理的效率[1]。

首先，可用于造紙廢水處理的真菌類型。通過微生物實現造紙廢水的處理有著較高的可行性，有研究者認為，在構建活性污泥的基礎上完成真菌分離，可以基本分離出百多種酵母菌和類酵母菌，其中有許多主要優(yōu)勢的真菌類型[2]。也有研究者認為，大多數的生物濾池當中生物膜有著大量的微生物，其中約有30%屬于真菌，同時有著較強優(yōu)勢的真菌種群，基于初步實驗后，發(fā)現大多數真菌可以充當絮凝劑并用于造勢廢水處理作業(yè)中，可以直接作為污染物進行降解，從而實現對廢水當中纖維素和有機物的降解。

其次，真菌在造紙廢水處理方面的應用中，為了驗證真菌是否有處理造紙廢水的功能，有研究者認為應用白腐真菌為主的大型真菌作為降解真菌，其中涉及到粗毛革孔菌、變色云芝、毛栓菌以及洋蘑菇等，對于造紙廢水當中的微生物處理，白腐真菌當中的污水對于紙制品當中偶氮染料的污染物可以發(fā)揮有效降解作用，因為培養(yǎng)方式的原因研究大多以黃孢原毛平革菌的為主。

1.2 基于細菌實現對造紙廢水的處理

目前通過生物法對造紙廢水處理技術主要是基于活性污泥、生物膜、厭氧池消化等多種技術為主，這一些技術中主要是以細菌為主，是帶有一定價值的左永軍，大多數的細菌還可以劃分為好氧與厭氧兩種。

對于好氧菌，在污水處理方面主要涉及到生物膜法和活性污泥法，其中活性污泥法當中所用的好氧細菌屬于專性好氧菌，其中涉及到大量的大腸桿菌、變形桿菌和產氣氣桿菌，菌膠團細菌屬于主要成分，其表面面積較大同時有著較高的站福星，其可以在非常短時間內快速吸附污水當中懸浮的有機物質和重金屬例子，同時衣服效率可以達到30%到90%[3]。大多數好氧細菌在污水處理方面都需要在好氧環(huán)境之下，例如芬蘭某企業(yè)通過活性污泥結合污泥曝氣再生技術方式對硫酸鹽紙漿廢水進行處理，其可以實現對BOD成分的順利去除，COD的去除率可以達到84%。有研究者認為，對于混凝土處理后的廢紙脫墨廢水，可以通過活性污泥技術方式進行論證，基于活性污泥處理后廢水當中的有機物可以有效清理，同時也能夠有效提高COD和BOD5的清除率。

對于厭氧菌，其廣泛應用在造紙污水處理方面，其可以基于甲烷細菌、產酸細菌為主，其中產酸細菌可以基于專性厭氧菌、兼性厭氧菌兩種構成，其中常見的轉性厭氧菌主要涉及到雙歧桿菌、梭狀芽孢菌屬等，其對于廢水當中的有機物可以實現有效降解[4]。對于兼性厭氧菌可以劃范圍內假單胞菌屬、芽孢桿菌屬以及黃桿菌屬，這一類型的厭氧菌有著相對嚴格的厭氧生長條件。一般而言，通過厭氧細菌完成生物降解，其第一步驟在水解，在污水當中加入水解菌，并將不溶于水的有機物質轉化成為可溶性物質，然后是酸化處理，這一過程中可以基于水解菌溶解后的有機物進行自然揮發(fā)從而形成揮發(fā)酸。這一過程的效果會因為處理環(huán)境、細菌活性而遭受影響，同時葡萄糖會將預酸化池當中的丙酸氫、抑酸和丁酸等講解出來。之后是產氫產酸的階段，然后通過產甲烷菌進行轉化。

1.3 其他生物在造紙廢水中的處理

目前采用造紙廢水處理的生物技術中，除了大量細菌與真菌物質，還有系列的原生動物和藻類植物。國內、國外也有許多的研究認為，可以通過人工濕地實現對廢水的有效處理，例如通過人工濕地塘可以實現對廢水的有效過濾，其能夠有效清理造紙廢水當中的COD和BOD，同時能夠將處理后的廢水灌溉蘆葦，從而有效降低土壤的鹽漬化表現。與此同時，因為鹵味本身也可以作為造紙的原材料，可以實現二次利用，這一種方式可以在小范圍以內實現對污水與廢水處理的循環(huán)應用。蘆葦在生長期間，不僅可以吸收大量的殘留營養(yǎng)物質，還有利于對重金屬物質的吸收，根莖所需要的養(yǎng)分也能夠滿足微生物生長需求，從而達到有效的降解與繁殖支撐作用。

2 制漿造紙工業(yè)中的微生物酶

2.1 在制漿方面的應用

在自然界當中部分微生物種群可以選擇性的分解木質素化合物，在傳統化學和機械制漿開始之前可以通過專一性的微生物實現對造紙材料的預處理，并結合應用溫和酶進行降解，采用生化轉化的方式替代傳統化學轉換，不僅可以有效降低化學試劑的使用量，還能夠進一步降低襲擊誒消耗問題，從而達到能源的節(jié)省目的。在漆酶方面,造紙廠的煮漿過程主要是基于化學用品的溶出、脫出木素的作用，一般的化學制漿成本比較低但是能耗非常高，同時也存在相當嚴重的環(huán)境污染問題[5]。應用白腐菌生產的漆酶可以將原料當中的木素講解成為低分子木素，可以有效提升木素的溶出與被抽取功能，從而達到木素、纖維素和半纖維素的有效分離。通過漆酶與介體HBT在蒸煮開始之前對麥草進行預處理，可以有效降低紙漿KAPPA數值，從而提升紙漿的強度與白度。有研究認為，在20%到90%，PH在2至10條件之下采用漆酶進行預處理，能夠實現對原料當中木素的改性處理，磨漿時的能耗也可以得到有效降低，動力節(jié)省率約為30%，可以有效提高化學熱磨機械漿的綜合運行水平。

纖維素酶在制漿方面的應用中，主要是在制漿之前增加化學預處理，去除或改變部分的木素結構，可以有效提高紙漿的強度并降低紙漿的得率，損害紙漿光學特征，廢水的排放量與污染負荷也會隨之增長，此時可以基于木霉所形成的纖維素與半纖維素酶進行處理，這一種方式直接結合機械法制漿、化學機械法制漿的優(yōu)勢，可以消除對應的缺陷，在提升紙漿強度的同時可以有效降低機械磨漿的能源消耗。

2.2 在紙漿漂白方面的應用

以往含氯漂白形成的大量有毒與強致癌性物質對于環(huán)境與人類存在相當明顯的危害與影響，目前已經逐漸被無氯漂白技術所替代，此時部分真菌形成的漆酶不僅可以有效氧化非酚結構，同時還能夠讓硫酸鹽漿脫木素。國外有研究發(fā)現漆酶產均—朱紅密孔菌，其能夠形成自身的氧化還原中介物，漆酶當中加入3-羥基鄰氨基苯甲酸，不僅可以氧化非酚化合物，還可以有效降低合成木素。借助篩選、誘變培養(yǎng)獲得假單胞菌，其形成的木聚糖酶可以用于生物漂白，其結果認為木聚糖酶在多種漿種的不同漂白工藝中有著明顯的輔助作用。

2.3 在造紙廢水處理方面的應用

在制漿與造紙生產方面，造紙廢水可以劃分為黑液、紙機白水、中段廢水，其中黑液屬于整個造紙中污染最為嚴重的廢水，木質素則是導致造紙工業(yè)排放黑液以及色度發(fā)生的根本原因。白腐菌有著講解木素、變性木素的酶活系統，可以將漂白廢水當中有機氯化物轉變成為無機氯與二氧化碳，其能夠直接破壞發(fā)色基團組織與結構，可以有效降低漂白廢水當中的色度以及COD、BOD等含量。近些年有研究發(fā)現，通過微電解、白腐菌生物降解以及絮凝沉降的結合處理方式，可以實現對活性燃料廢水的合理處理，可以在最佳PH值、為目的和接觸停留時間之下，促使COD的去除率、色度去除率達到90%以上。另外，應用堅強芽孢桿菌所型號層泵的絮凝劑可以有效處理印染廢水與酵母廢水，其能夠達到比較明顯的絮凝作用。從殘留污泥當中制作獲得微生物絮凝劑通過實驗對比，PAC的處理效果相對于LBF更加明顯，同時COD、色度的去除率也明顯超過PAC出力的廢水樣本。

2.4 造紙工業(yè)其他方面的應用

和常規(guī)堿法的脫墨漿技術相比，微生物酶技術方式下的脫墨漿有著更高的有力度，同時濾水性能更好、物理性質更加優(yōu)秀、白度更高同時殘留的油墨量更少，并且還可以有效的縮短脫墨的時間。通過纖維素酶的處理，可以實現對廢紙的回收，其不僅可以脫出油墨與化學處理難度較高的色調，還可以有效改善二次纖維的應用性能。在優(yōu)化條件背景下，廢報紙基于脂肪酶脫墨處理后，白度相比原漿提升率約為4.3%，斷裂長、耐破、撕裂等指數提升率均達到了12%以上。

3 總結

綜上所述，隨著科學技術的持續(xù)發(fā)展，造紙行業(yè)的環(huán)保處理也在不斷的改進與創(chuàng)新，目前應用微生物與微生物酶可以實現綠色化的廢水處理，這也是目前的主要研發(fā)任務，大量的真菌、細菌以及衛(wèi)生動物均能夠有效的落實對造紙廢水中有機物、金屬元素的過濾與降解。與此同時，通過微生物可以實現可循環(huán)的污水處理，其不僅可以提高整體經濟效益，還有利于節(jié)省資源降低對于環(huán)境的負面影響，從而積極推動造紙廢水的生態(tài)化處理，從而滿足社會的發(fā)展與環(huán)保的雙重性要求。